典型注塑后模数控加工成本和质量控制研究

改造者：钱春华 钱杨林

典型注塑后模数控加工成本和质量控制研究

改造者：钱春华 钱杨林

本文通过对典型的注塑后模合理性分析、数控加工方法和工艺的研究表明，采用合理的模具结构、加工工艺和参数取值，辅以CAD、CAM、CNC数控加工制造方式，可降低生产成本，提高模具的加工质量、精度和生产效率。同时根据典型的注塑后模的加工特点，利用UG软件进行合理的结构改变，优化数控加工工艺设置和编程参数，达到降低成本、提高模具的加工质量和加工效率的目的。

我国是电子产品制造业大国，而电子产品外壳大多是塑料制，对注塑后模的数控加工成本和质量控制研究很有必要，特别是枕位、模锁、止口、碰穿面余量取值，以及为降低成本改变原模具设计，对费时或不能加工部位处理技巧等，论文库中对这些方面作全面论述的论文几乎没有。本文以我在工厂做的单放机外壳塑料模具的后模为例，详尽地论述了其数控加工如何利用改变设计、工艺和编程来控制成本和质量。此后模有枕位、模锁、止口、碰穿面，具有典型性。掌握此类后模的数控加工工艺和编程，对相关工厂具有一定的技术指导意义，有利于其产品质量和效益提升。

原图的合理性分析

打开如图1所示典型的注塑后模：其具有枕位、模锁、止口、碰穿面。从成本和加工质量方面，先对原图形的合理性进行分析处理。上部四角沉孔中的内圆柱和上部平面上两排圆柱直径为3mm，这些最好采用镶针处理。因这些圆柱较小，在模具无数次开、合模后，会出现损坏情况，采用镶针处理，修模时只要更换镶针即可。分模面前面的薄壁长条，也建议采用镶件处理。因其较薄，数控加工不便，同时无数开、合模后，也会出现损坏情况，采用镶件处理，修模只要更换镶件即可。这样大大提高了修模效率和模具寿命。修正后的后模如图2。

工艺分析和参数取法

标准毛坯150X120X55（即六面已平磨光整）。材料为钢（瑞典一胜百IMPAX718S），预硬至HB290-330，相当于P20改良型。工艺安排：（1）型腔铣粗加工，用D16R0.8带刀粒飞刀，侧余量0.35mm，底余量0.2mm。如图3。（2）水平面光刀。用D16R0.8带刀粒飞刀（但要换新刀粒或把刀粒转到新刃），侧余量0.4mm，底余量0mm。碰穿位没留余量，因前模已留。如前模没留，则后模碰穿位留0.04～0.10 mm。以便配模。如图4。（3）清角，即二次粗加工。用直径约为前面粗加工刀具一半大小的合金刀D8平底刀，针对前面开粗刀路未加工之处重点二次开粗，留更多一点侧余量0.4mm（因刀小会弹刀），底余量0.2mm。如图5。（4）三次粗加工。用直径约为前面二次粗加工刀具一半大小的合金刀D4平底刀，针对前面所有开粗刀路未加工之处重点三次开粗，留更多一点侧余量0.45mm（因刀小会弹刀），底余量0.2mm。如图6。（5）用新合金平底刀D8，光整体侧面，余量为0。如图7。（6）分型面和胶位的平缓面进一步光刀。用新合金球刀D8R4，余量为0。如图8。（7）精加工清角，用新合金平底刀D4对后模各角落处进行残料清理，为后面铜公放电创造条件，留余量为0.02mm（因刀小会弹刀）。如果角落处留料过多，会导致铜公放电时损公。如图9。（8）以上加工不到的部位，用电极放电加工清角。如图10。

刀路编制过程（用UG数控编程）

图1　未处理前后模

图2　已处理后模

图3　开粗刀路和开粗后效果

图4　水平面光刀刀路和光刀后效果

（1）创建CAVITY_MILL（型腔铣）粗加工，选用D16R0.8带刀粒飞刀，步距为70％D，每层切深为0.3mm，采用等距环切的走刀方式，切削顺序深度优先，以减少提刀。侧余量0.35mm，底余量0.2mm，转速3000转/分，进给率1500 mm/min。形成刀路如图3。

（2）创建FACE_MILLING（面铣）精加工，选用D16R0.8带刀粒飞刀（但要换新刀粒或把刀粒转到新刃），步距为50％D，采用等距环切的走刀方式。侧余量0.4mm，侧余量弱大于粗加工时侧面留料，以防光平面时刀具侧刃与侧面发生摩擦。底余量0mm，转速3000转/min，进给率1500 mm/min。形成刀路如图4。

（3）创建ZLEVEL_PROFILE（等高外形铣）二次粗加工，选用D8硬质合金平底刀，采用参考D16R0.8刀具，清其残料方式运算刀路。每层切深为0.25mm，转速4000转/分，进给率1300 mm/min。形成刀路如图5。

（4）创建ZLEVEL_PROFILE（等高外形铣）三次粗加工，选用D4硬质合金平底刀，同理采用参考前一把D8平刀，清其残料方式运算刀路。每层切深为0.15mm，切削顺序深度优先，以减少提刀。侧余量0.45mm，底余量0.2mm，转速5500转/min，进给率800 mm/min。形成刀路如图6。

（5）创建ZLEVEL_PROFILE（等高外形铣），用D8新合金平底刀，光整体侧面，余量为0。每层切深为0.1mm，切削顺序深度优先，以减少提刀。转速4000转/min，进给率1300 mm/min。形成刀路如图7。

（6）创建CONTOUR_AREA（曲面区域铣），用D8R4新合金球刀，对分型面和胶位面等平缓面光刀，余量为0。为提高光洁度，采用残余高度为0.001mm的计算方式，生成刀路。转速4000转/min，进给率1300 mm/min。形成刀路如图8。

图5　清角二次粗加工刀路及清后效果

图6　清角三次粗加工刀路及清后效果

图7　光整体侧面刀路及光后效果

图8　球刀对平缓面光刀刀路及光后效果

图9　小刀清根精加工刀路及清后效果

图10　加工不到的死角铜公放电加工

（7）精加工清角，用D4新合金平底刀，创建ZLEVEL_PROFILE（等高外形铣），每层切深为0.05mm，切削顺序深度优先，以减少提刀。余量为0.02mm（因刀小会弹刀）。转速5500转/min，进给率900 mm/min。形成刀路如图9。

（8）以上加工不到的部位，用铜公放电加工。如图10。

结语

以上通过对典型的注塑后模数控加工方法及工艺的研究，表明采用CAD、CAM、CNC数控加工的制造方式，可有效提高模具的质量、精度和生产效率。同时根据典型注塑后模的加工特点，进行合理的数控加工工艺设置和编程，采用优化的NC程序提高模具的加工质量，提高加工效率。

10.3969/j.issn.1001-8972.2015.17.031